摘要：在国防、石油、化工、发电、海洋开发、原子能等领域中，不锈钢得到了越来越广泛的应用，对不锈钢耐腐蚀等各项性能提出了更高的要求。基于此，本文首先了解不锈钢的定义、作用及其用途，分析了奥氏体不锈钢的热处理技术及国产马氏体不锈钢热处理技术。
关键词：不锈钢；热处理；技术
引言
对不锈钢进行热处理，是改善不锈钢的使用和加工性能的一种重要的工艺方法。在不少情况下，有必要对不锈钢进行热处理。其热处理工艺有些会安排在产品加工之前进行，有些则安排在产品加工后进行，更有些安排在两次加工之间进行。
1、不锈钢的定义、作用及其用途
1.1不锈钢的定义
不锈钢指耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质和酸、碱、盐等化学浸蚀性介质腐蚀的钢，又称不锈耐酸钢。实际应用中，常将耐弱腐蚀介质腐蚀的钢称为不锈钢，而将耐化学介质腐蚀的钢称为耐酸钢。由于两者在化学成分上的差异，前者不一定耐化学介质腐蚀，而后者则一般均具有不锈性。不锈钢的耐蚀性取决于钢中所含的 合金元素。
1.2不锈钢作用
不锈钢不会产生腐蚀、点蚀、锈蚀或磨损。不锈钢还是建筑用金属材料中强度最高的材料之一。由于不锈钢具有良好的耐腐蚀性，所以它能使结构部件永久地保持工程设计的完整性。含铬不锈钢还集机械强度和高延伸性于一身，易于部件的加工制造，可满足建筑师和结构设计人员的需要。
1.3不锈钢用途
例如，工业建筑的屋顶和侧墙。在这些应用中，物主的建造成本可能比审美更为重要，表面不很干净也可以。在干燥的室内环境中使用304不锈钢效果相当好。但是，在乡村和城市要想在户外保持其外观，就需经常进行清洗。在污染严重的工业区和沿海地区，表面会非常脏，甚至产生锈蚀。但要获得户外环境中的审美效果，就需采用含镍不锈钢。所以，304不锈钢广泛用于幕墙、侧墙、屋顶及其它建筑用途，但在侵蚀性严重的工业或海洋大气中，最好采用316不锈钢。
2、奥氏体不锈钢的热处理
2.1固溶热处理
固溶热处理是消除钢中的马氏体和钢中的应变，将碳化物固溶、使钢的组织成为单相奥氏体组织、提高钢的耐蚀性和加工性的热处理方法。图一是JISG4303 规定的奥氏体不锈钢的热处理条件。热处理温度大致分为1010-1150°C、大于900°C、1030-1180°C三大类别。
奥氏体中的碳化物主要是Cr碳化物需要用固溶热处理的方法将其分解。温度越高，钢中的固溶C量越大，碳化物越容易分解。所以，钢的C含量越高，越需要提高固溶热处理的温度。此外，Ti、Nb与C有很强的亲和力，可与C形成稳定的碳化物。所以，含Ti、Nb钢的固溶C量远小于钢的C含量。因此，添加稳定化元素Ti、Nb的SUS3161、SUS321、SUS347等牌号奥氏体不锈钢，可以在900°C左右进行固容热处理。另一方面，含有较多Cr.Ni钢的固容C量低，需要进行更高温度的固溶热处理。所以SUS310S、SUS321L SUS836L等牌号奥氏体不锈钢要进行高温固容热处理。所有牌号奥氏体不锈钢固容热处理后都要急冷。如果在550-800C温度范围内冷却速度小，大量Cr碳化物在晶界析出，Cr碳化物周围形成了Cr浓度很小的贫Cr层，贫Cr层将成为腐蚀起点，使钢发生腐蚀导致钢的耐蚀性显著下降。因此，在奥氏体不锈钢固容热处理时，当C固溶后要进行急冷，不使Cr碳化物析出。
2.2稳定化热处理
添加Ti、Nb的SUS316l、SUS321、SUS347等牌号奥氏体不锈钢，有时需要进行稳定化热处理。稳定化热处理是使与C 的亲和力大于Cr的Ti、Nb和固溶C发生反应，生成析出物、降低固溶C量，防止Cr碳化物晶界析出，从而提高抗晶界腐蚀性的热处理方法。稳定化热处理温度在Cr 碳化物难于析出、TiC、NbC 可以充分析出的温度范围，即850-930°C。由于固溶C 量已经降低，所以，稳定化热处理后的冷却无须急冷。
3、马氏体不锈钢热处理
马氏体型不锈钢有良好的热处理性能，通过热处理可获得各种所需的强度硬度等机械性能，可调整范围极大。主要采用退火，淬火和回火等热处理工艺（见图二）。
图二 国产马氏体不锈钢的淬火和回火规范
3.1退火
退火目的是为了软化组织，便于加工和成形。在进行退火处理时，为了防止变形，加热速度不宜太快，通常的加热速度为150~200℃/小时，保温时间按材料的厚度或直径计算（约每25mm保温1小时）。有完全退火和低温退火二种。
完全退火时，加热温度为800~900℃，冷却速度应尽量小，一般要低于20℃/小时。低温退火时，加热温度为750℃左右，一般进行连续的空冷。
3.2淬火
淬火目的是提高强度和硬度等。是将不锈钢加热到相变温度以上，一般为1000~1100℃，通常加热速度为150~200摄氏度/小时。保温时间按材料的厚度或直径计算，约每25mm保温1小时。然后在淬火剂中速冷。
3.3回火
回火目的是为了提高韧性、消除内应力。是将不锈钢加热到相变温度以下，加热速度通常为150~200℃/小时，保温时间按材料的厚度或直径计算（约25mm保温1小时），然后采用空冷。
结束语
综上所述，不锈钢的热处理技术有很多，只要合理采用热处理方法是提高不锈钢质量和使用可靠性的重要保证，从而更好地发挥不锈钢在各个制造业领域中的功效。
参考文献
[1]汪庆华．热处理工程师指南[M]．北京.机械工业出版社，2011
[2]张文华.不锈钢及其热处理[M].辽宁科学技术出版社，2010.
[3]庄厚川，宋起峰.马氏体不锈钢在汽车轻量化中的应用[J].汽车工艺与材料，2014
论文作者:伍世茂
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第13期
论文发表时间:2018/9/30
标签：不锈钢论文; 碳化物论文; 奥氏体论文; 温度论文; 稳定论文; 小时论文; 加工论文; 《建筑学研究前沿》2018年第13期论文;